କ’ଣ ସଲିଡ୍ ଷ୍ଟେଟ୍ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ଥଣ୍ଡା ଦ୍ୱାରା ପ୍ରଭାବିତ ହୁଏ?

ଥଣ୍ଡା କିପରି ସଲିଡ୍-ଷ୍ଟେଟ୍ ବ୍ୟାଟେରୀକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେଏବଂ ଏହା ବିଷୟରେ କ’ଣ କରାଯାଉଛି:

ଥଣ୍ଡା କାହିଁକି ଏକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ

1. ନିମ୍ନ ଆୟନିକ ପରିବାହୀତା

   • କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ସ (ସିରାମିକ୍ସ, ସଲଫାଇଡ୍, ପଲିମର) କଠୋର ସ୍ଫଟିକ କିମ୍ବା ପଲିମର ଗଠନ ମାଧ୍ୟମରେ ଡେଇଁ ପଡ଼ୁଥିବା ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରନ୍ତି।

   • କମ ତାପମାତ୍ରାରେ, ଏହି ହପିଂ ଧୀର ହୋଇଯାଏ, ତେଣୁଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ପ୍ରତିରୋଧ ବୃଦ୍ଧି ପାଏଏବଂ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବିତରଣ ହ୍ରାସ ପାଇବ।

2. ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ସମସ୍ୟା

   • ଏକ କଠିନ-ଅବସ୍ଥା ବ୍ୟାଟେରୀରେ, କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

   • ଥଣ୍ଡା ତାପମାତ୍ରା ବିଭିନ୍ନ ହାରରେ ସାମଗ୍ରୀକୁ ସଙ୍କୁଚିତ କରିପାରେ, ସୃଷ୍ଟି କରେମାଇକ୍ରୋ-ଗ୍ୟାପ୍ସଇଣ୍ଟରଫେସଗୁଡ଼ିକରେ → ଆୟନ ପ୍ରବାହକୁ ଆହୁରି ଖରାପ କରିଥାଏ।

3. ଚାର୍ଜ କରିବାରେ ଅସୁବିଧା

   • ତରଳ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ପରି, ଅତି କମ ତାପମାତ୍ରାରେ ଚାର୍ଜ ହେବା ବିପଦପୂର୍ଣ୍ଣଲିଥିୟମ ପ୍ଲେଟିଂ(ଆନୋଡ ଉପରେ ଧାତୁ ଲିଥିୟମ୍ ଗଠନ)।

   • କଠିନ ଅବସ୍ଥାରେ, ଏହା ଆହୁରି କ୍ଷତିକାରକ ହୋଇପାରେ କାରଣ ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍ସ (ସୁଇ ପରି ଲିଥିୟମ୍ ଜମା) କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍‌କୁ ଫାଟିପାରେ।

ନିୟମିତ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ତୁଳନାରେ

• ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍: ଥଣ୍ଡା ତରଳ ପଦାର୍ଥକୁ ଘନ (କମ୍ ପରିବାହୀ) କରିଥାଏ, ପରିସର ଏବଂ ଚାର୍ଜିଂ ଗତିକୁ ହ୍ରାସ କରିଥାଏ।

• କଠିନ-ଅବସ୍ଥା ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍: ଥଣ୍ଡାରେ ସୁରକ୍ଷିତ (ତରଳ ଜମାଟ ବାନ୍ଧିବା/ଲିକ୍ ହେବା ନାହିଁ), କିନ୍ତୁତଥାପି ଚାଳିତତା ହରାଇଥାଏକାରଣ କଠିନ ପଦାର୍ଥ କମ ତାପମାତ୍ରାରେ ଆୟନଗୁଡ଼ିକୁ ଭଲ ଭାବରେ ପରିବହନ କରେ ନାହିଁ।

ଗବେଷଣାରେ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ସମାଧାନଗୁଡ଼ିକ

1. ସଲଫାଇଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ସ

   • କିଛି ସଲଫାଇଡ୍-ଆଧାରିତ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ 0 °C ତଳେ ମଧ୍ୟ ତୁଳନାତ୍ମକ ଭାବରେ ଉଚ୍ଚ ପରିବାହୀତା ରଖନ୍ତି।

   • ଥଣ୍ଡା ଅଞ୍ଚଳରେ EV ପାଇଁ ପ୍ରତିଶ୍ରୁତିବଦ୍ଧ।

2. ପଲିମର-ସିରାମିକ୍ ହାଇବ୍ରିଡ୍

   • ନମନୀୟ ପଲିମରଗୁଡ଼ିକୁ ସିରାମିକ୍ କଣିକା ସହିତ ମିଶ୍ରଣ କରିବା ଦ୍ୱାରା ସୁରକ୍ଷା ବଜାୟ ରଖିବା ସହିତ କମ୍ ତାପମାତ୍ରାରେ ଆୟନ ପ୍ରବାହକୁ ଉନ୍ନତ କରାଯାଏ।

3. ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ

   • ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ ସମୟରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସମ୍ପର୍କକୁ ସ୍ଥିର ରଖିବା ପାଇଁ ଆବରଣ କିମ୍ବା ବଫର ସ୍ତର ବିକଶିତ କରାଯାଉଛି।

4. EVରେ ପ୍ରି-ହିଟିଂ ସିଷ୍ଟମ

   • ଆଜିର EVଗୁଡ଼ିକ ଯେପରି ଚାର୍ଜ କରିବା ପୂର୍ବରୁ ତରଳ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକୁ ଗରମ କରନ୍ତି, ସେହିପରି ଭବିଷ୍ୟତର କଠିନ-ଅବସ୍ଥା EVଗୁଡ଼ିକ ବ୍ୟବହାର କରିପାରେତାପଜ ପରିଚାଳନାକୋଷଗୁଡ଼ିକୁ ସେମାନଙ୍କର ଆଦର୍ଶ ପରିସର (୧୫-୩୫ ଡିଗ୍ରୀ ସେଲସିୟସ୍) ମଧ୍ୟରେ ରଖିବା ପାଇଁ।

ସାରାଂଶ:
ସଲିଡ୍-ଷ୍ଟେଟ୍ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରକୃତରେ ଥଣ୍ଡା ଦ୍ୱାରା ପ୍ରଭାବିତ ହୁଏ, ମୁଖ୍ୟତଃ କମ ଆୟନ୍ ପରିବାହୀତା ଏବଂ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ପ୍ରତିରୋଧ ଯୋଗୁଁ। ସେହି ପରିସ୍ଥିତିରେ ସେଗୁଡ଼ିକ ତରଳ ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ ଅପେକ୍ଷା ଏବେ ବି ସୁରକ୍ଷିତ, କିନ୍ତୁକାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା (ପରିସର, ଚାର୍ଜ ହାର, ପାୱାର ଆଉଟପୁଟ୍) 0 °C ତଳେ ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ ପାଇପାରେ। ଗବେଷକମାନେ ଶୀତ ଋତୁରେ ମଧ୍ୟ EV ରେ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟ ବ୍ୟବହାର ପାଇଁ ଲକ୍ଷ୍ୟ ରଖି ଏପରି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ସ ଏବଂ ଡିଜାଇନ୍ ଉପରେ ସକ୍ରିୟ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଛନ୍ତି ଯାହା ଥଣ୍ଡାରେ ପରିବାହୀ ରହିଥାଏ।